بهینه سازی مبدل حرارتی پوسته لوله از طریق سه الگوریتم مختلف بهینه سازی با در نظر گرفتن نانوسیال به عنوان سیال عامل

در این مطالعه، طراحی مبدل حرارتی پوسته و لوله مبتنی بر نانوسیال برای اولین بار با استفاده از سه الگوریتم چند هدفه بهینه سازی شده است. دو شرایط عملیاتی مختلف برای مقایسه عملکرد الگوریتم ها بر اساس یک مدل اقتصادی (تابع هزینه) بررسی می شود. بر اساس نتایج به دست آمده، الگوریتم های بهینه سازی ژنتیک، ازدحام ذرات و جایا همگی می توانند طراحی را بهبود بخشند. میزان بهبود طراحی با روش های بهینه سازی ژنتیک، ازدحام ذرات و جایا به ترتیب 9.66%، 10.63% و 10.9% است. همچنین از نظر زمان بهینه سازی، الگوریتم بهینه سازی جایا نسبت به دو الگوریتم دیگر زمان پردازش نسبتا کمتری دارد که در واقع باعث کاهش هزینه های محاسباتی در محاسبات پیچیده می شود. در نهایت با توجه به عملکرد خوب الگوریتم بهینه سازی جایا در مقایسه با سایر الگوریتم های در نظر گرفته شده، عملکرد مبدل های حرارتی برای استفاده از نانوسیالات Ag، TiO2 و Al2O3 از 0.5% تا5%غلظت حجمی توسط این الگوریتم ارزیابی می شود. یک عامل ارزیابی عملکرد (PEC) به عنوان معیاری برای بررسی همزمان عملکرد حرارتی و هیدرولیکی نانوسیال ها معرفی شده است. نتایج نشان می دهد که نانوسیال نقره در میان سایر نانوسیال ها عملکرد بهتری دارد.